Question

12．在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，選用如圖甲所示的器材，其中電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為12Ω）．

（1）為了能夠順利完成實驗探究，下列兩種規(guī)格的滑動變阻器應選用B
A．“10Ω  0.5A”的滑動變阻器      B．“50Ω  0.5A”的滑動變阻器
（2）閉合開關前，應將圖甲中所示的滑動變阻器的滑片滑到B（A/B）端．
（3）閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現小燈泡始終不發(fā)光，電壓表無示數，電流表有示數，若電路只有一處故障，則故障原因是小燈泡短路．
（4）排除故障后，閉合開關，移動滑片，電壓表的示數如圖乙所示，其讀數是2.2V；為了測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片向A（A/B）端移動．
（5）根據實驗測得的數據，繪制出小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關系圖象（如圖丙所示）．分析圖象可知：
①小燈泡的額定功率為0.625W．
②小燈泡燈絲電阻是變化的，主要是受溫度變化的影響．
③實驗中觀察到：當小燈泡兩端的電壓低于0.5V時，小燈泡不發(fā)光，根據圖象分析其原因是小燈泡實際功率太�。�

Answer 1

分析 （1）根據電源電壓、燈泡額定電壓和額定電流，確定滑動變阻器兩端最大電壓，確定滑動變阻器的選擇．
（2）閉合開關前，滑片應滑動最大阻值，即遠離下接線柱．
（3）根據電流表有示數，說明電路中存在短路，電壓表有示數，說明電壓表中間部分短路．
（4）當燈泡兩端電壓為額定電壓時，燈泡的實際功率等于額定功率；先根據電壓表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表的示數，然后根據串聯電路分壓的特點確定滑動變阻器移動的方向．
（5）首先確定小燈泡的額定電壓，根據圖象確定額定電流，然后根據P=UI計算功率．燈絲的電阻受溫度影響很大，當燈泡的實際功率太低，亮度太低就不能看到燈泡發(fā)光．

解答 解（1）根據燈泡額定電壓2.5V、電阻約12Ω、電源電壓6V，則燈泡的額定電流約0.2A，
由U_滑=U-U_燈=6V-2.5V=3.5V，
由R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{3.5V}{0.2A}=17.5Ω$所以滑動變阻器電阻最大阻值應該大于17.5Ω則應該選擇“50Ω  0.5A”．
（2）閉合開關前，滑片應滑到最大阻值，即遠離下接線柱，所以應滑到B端．
（3）根據電流表有示數，說明電路中存在短路，電壓表有示數，說明電壓表中間部分短路，所以小燈泡短路．
（4）根據圖乙可知，電壓表為0～3V，分度值為0.1V，示數為2.2V，小于燈泡的額定電壓，故需減小滑動變阻器分得的電壓，即減小滑動變阻器接入電路的電阻，故將滑片向A端移動
（5）①由圖象丙可知，燈泡在2.5V下的電流為0.25A，所以P_額=U_額I_額=2.5V×0.25A=0.625W．
②由圖象可知，燈絲電阻隨電壓增大而增大，主要是由于燈絲的溫度升高；
③當燈泡兩端電壓低于0.5V時，燈泡的實際功率很小，所以不能看到燈泡發(fā)光．
故答案為：（1）B； （2）B； （3）小燈泡短路； （4）2.2V；A；（5）①0.625W； ②溫度；③小燈泡實際功率太�。�

點評 本題考查了實驗器材的選擇、電表讀數、燈泡的實際功率和額定功率、分析燈泡電阻變化的原因等問題，是�？紗栴}，要掌握；對電表讀數時要先確定其量程與分度值，然后再讀數．